2008年自比特币被提出以来,数字货币开启了新的时代,而其背后的区块链技术也逐渐受到各界人士的重视。区块链技术就是在不可信的分布式环境中,网络上的节点通过特定的共识机制对公共账本达成一致的技术。其中共识机制作为区块链技术的核心,解决了分布式网络中节点之间的互信问题。作为解决分布式系统一致性问题的一种可行方法,一个性能优秀的共识机制可以提升系统性能,促进加快区块链技术的应用落地。深入研究区块链的共识机制在区块链扩容、交易处理速度提高和安全性完善有着十分重要的意义。本论文从现有区块链技术基础中的共识机制出发,对工作量证明、权益证明等基本共识机制进行分析总结,从可扩展性、安全性等方面对比,设计并实现了共识算法的仿真框架,提供两种常见的热门共识算法的仿真实现并展示分析仿真结果。论文以区块链共识算法仿真框架的实现为目标,其主要工作如下:1.分析了共识算法性能仿真框架具体需求,目前还没有有效的工具可以帮助研究现有的共识算法,每一个尝试设计共识算法的研究人员,都需要处理P2P通信、密码学、区块链存储等一系列的重复性问题,从而影响共识算法本身的研究效率。2.设计并实现了共识算法仿真框架。通过两个实验实现了共识算法的仿真,一是工作量证明共识算法51%攻击仿真,二是PBFT共识算法性能仿真分析。通过得到的仿真结果来评估这两种共识算法的性能表现。区块链发展中的难题就有如何设计安全可靠、高效率的共识机制。搭建区块链共识算法仿真框架,一个统一的共识算法仿真框架可以屏蔽掉不必要的底层实现细节,而让研究者优先聚焦共识算法本身的设计与快速实现;同时,借助于共识算法仿真框架,也有助于对共识算法快速进行评估测试;并且,仿真是可以重复进行的,因此可以随时进行优化,从而取得采用其他手段无法获得的成果。